油酸改性二氧化硅及其在塑料改性中的应用文献综述

 2022-07-12 02:07

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油酸改性二氧化硅及其在塑料改性中的应用

纳米二氧化硅是一种白色无定形粉末，无毒、无味、无污染的环境友好型材料。它的结构特殊、表面含有大量的活性硅羟基、比表面积很大，因此表现出一些奇特的物理化学特性，如特殊的光电特性、高磁阻现象和非线性电阻现象等。此外，纳米二氧化硅粒子具有表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，及在高温下仍具有很高的强度、韧性和很好的稳定性，因而被广泛应用于涂料、橡胶、药物载体等领域。但是，纳米二氧化硅由于表面自由能较高以至于很容易团聚，将它作为功能填料填充聚合物基体时，无机相和有机相之间很难相容，导致纳米二氧化硅在有机相中分散不均匀，使纳米二氧化硅的很多优点难以充分发挥．为此，需要对纳米二氧化硅进行表面物理或化学改性．通过一定的工艺，使基团与二氧化硅表面的硅羟基和不饱和键反应，在其表面引入所需的各种活性基团，从而改善纳米二氧化硅的性能，使其表面硅羟基的含量减少或消除，提高纳米二氧化硅与有机聚合物基体的相容性。

1纳米二氧化硅的应用

纳米二氧化硅应用于涂料、橡胶、塑料等材料时可以提高材料的力学、热学、电学和加工等性能，实现有机材料和无机纳米粒子的结合。

    1. 在涂料中的应用

丙烯酸酯广泛应用于建筑内外墙涂料，在涂料中加入一些无机纳米粒子可以改善涂料的很多性能．AhmadDashtizadeh等[1]首先用表面活性剂处理纳米二氧化硅粒子，然后将甲基丙烯酸甲酯单体和丙烯酸丁酯单体在改性纳米二氧化硅表面共聚得到纳米复合物丙烯酸涂料．动态光散射(DLS)和TEM表明，纳米二氧化硅均匀分布在聚合物基体中．当二氧化硅含量增加时，样品的耐溶剂性增加.

UV固化涂料具有有机物挥发物量少、化学稳定性高和常温易固化等优点，因此人们对其研究颇多．XIA0Xinyan等[2]用紫外辐射得到UV固化水性环氧丙烯酸酯/纳米SiO2。杂化材料．结果表明，改性纳米二氧化硅溶胶的加入提高了水性环氧丙烯酸酯的热稳定性和阻燃性.

传统溶剂型聚氨酯容易造成环境污染，水性聚氨酯具有很多优点如环境友好性和易于加工性等，从而被广泛应用于涂料中．但水性聚氨酯在性能上也存在一些缺点，如乳液自增稠性差、力学强度比较低等，将其用于涂料时会出现粘接强度小、机械性能差和耐腐蚀性不佳等问题，若向其中加入一些特殊性能的纳米粒子可以改善水性聚氨酯的性能[3].HamedDastmalchian等[4]分别将两种不同类型的纳米二氧化硅(亲水性Aerosil200和疏水性AerosilR805)添加到丙烯酸多元醇水性聚氨酯纳米涂料中，并对涂料的拉伸流变性能、形态和电化学行为进行分析．形态分析表明，疏水性的纳米二氧化硅和聚氨酯基体有更好的相容性；电化学阻抗分析(EIS)表明，添加疏水性纳米二氧化硅的复合材料能.

    1. 在橡胶中的应用

纳米二氧化硅是橡胶工业中常用的增强填料．ZHENGPeng等[5]运用自组装技术制备了天然橡胶(NR)／SiO2复合物．结果表明，当添加纳米二氧化硅质量分数为2.5%～4%时，复合材料的拉伸强度、拉伸模量和抗张强度均有所提高．LIYan等[6]首先将改性剂双(gamma;-三乙氧基硅丙基-)四硫烷(TESPT)在常温下水解，然后将水解产物和纳米二氧化硅在不同温度下混合制备改性纳米二氧化硅，再将不同温度下改性的纳米二氧化硅填充到丁苯橡胶中，研究其对改善橡胶性能的影响．研究表明:在5O℃下，改性后的纳米二氧化硅在橡胶中的分散很好复合物的稳定性和机械性能也达到最佳．

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